Okołojądrowy pierścień gwiazdotwórczy w świetlistej galaktyce w podczerwieni
Świetliste galaktyki w podczerwieni (ULIRG – Ultraluminous infrared galaxies), napędzane aktywnością gwiazdotwórczą i często materią z supermasywnych czarnych dziur akreującą w ich jądrach, zawierają duże rezerwuary gazu molekularnego. Można się tego spodziewać: gaz molekularny jest surowcem dla nowych gwiazd, a ponadto obecność ciepłego pyłu świecącego w podczerwieni oznacza obfitość gazu molekularnego. Zderzenia galaktyk często wyzwalają aktywność gwiazdotwórczą, a symulacje pokazują, że gdy dwie galaktyki łączą się, ich gaz ma tendencję do opadania w kierunku obszaru jądrowego, gdzie rozwija się w dysk o promieniu około 1500 lat świetlnych. Zaobserwowano, że w wielu takich galaktykach występują silne okołojądrowe procesy gwiazdotwórcze, zachodzące najwyraźniej w wyniku tego procesu. Obserwacje tlenku węgla (CO) w ULIRG, obfitych, ale o niskiej gęstości gatunków cząsteczek, rzeczywiście znalazły dowody na dysk okołojądrowy w szerokim zakresie prędkości eksponowanych przez gaz, charakterystyczne dla wirujących dysków. Jednak astronomowie wiedzą, że formowanie się gwiazd wymaga obecności gazu, który jest 10-100 razy gęstszy niż gaz wskazywany przez CO; nie są pewni rozkładu gęstszej materii, a także roli, jaką aktywne jądro galaktyki może odgrywać w kształtowaniu dysku.
Nowo ukończony Wielki Teleskop Milimetrowy (LMT) to największa na świecie sterowalna pojedyncza antena obserwująca na falach submilimetrowych, której średnica wynosi 50 metrów. Fale submilimetrowe są idealne do badania chłodnego, gęstego gazu molekularnego. Zespół naukowców wykorzystał LMT do badania gęstego gazu molekularnego w dysku okołojądrowym w ULIRG UGC5101. Astronomowie zaobserwowali dziewięć cząsteczek i odkryli, że te gęste gazowe wskaźniki również wykorzystywały szerokie profile prędkości, przekraczające około 800 km/s, wszystkie z podwójnym szczytem charakterystycznym przy obracającym się torusie obserwowanym lekko z boku.
Kiedy rotacja dysku jest zdominowana przez siły grawitacyjne, jego materia porusza się zgodnie z prawami Keplera (te same prawa rządzą orbitami planet), przy czym najbardziej wewnętrzna materia wiruje najszybciej – jest to przeciwieństwo zachowania wirującego dysku sztywnego. Naukowcy doszli do wniosku, że dysk okołojądrowy w ULIRG UGC5101 zachowuje się zgodnie z prawami Keplera, a ponieważ różne cząsteczki oznaczają materię o nieco innej gęstości, mogą wykorzystać prędkość keplerowską każdego gatunku do modelowania rozkładu gęstości na dysku, przy czym wewnętrzne regiony o wyższej gęstości poruszają się szybciej. Nowy wynik pomaga bardziej szczegółowo modelować strukturę pierścienia okołojądrowego, ewolucję jego łączenia się oraz wzajemne oddziaływanie z aktywnym jądrem galaktyki.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
.jpg)
